我做了个工具让 8GB 显卡跑 30B 模型从 3 tok/s 提到 21 tok/s,记录一下技术发现

4 小时 25 分钟前
 KaiWuBOSS

最近在折腾本地大模型,发现一个核心问题:Ollama 和 LM Studio 能让模型跑起来,但参数全靠猜——上下文长度、KV cache 类型、MoE expert 放哪、ubatch 多大……用默认参数基本是在浪费显卡。

于是做了个工具自动找最优配置,过程中踩了不少坑,记录一下。


核心发现

1. MoE 模型的 offload 策略决定了一切

Qwen3-30B-A3B 是 MoE 架构,在 8GB 显卡上:

快了 7 倍,显存反而省了 65%。关键是 llama.cpp 支持这个,但你得自己识别哪些 tensor 是 MoE expert (.ffn_.*_exps. 这类命名),然后手动配。

2. KV cache 类型影响比大多数人想的大

同一张 8GB 显卡跑 Llama 3.1 8B ,不同 KV cache 配置速度差异:

配置 ctx 速度
iso3+iso3 ,4 slot 8K 19.4 tok/s
q8_0+q4_0 ,1 slot 8K 38.2 tok/s
f16+f16 ,1 slot 8K 51.7 tok/s
f16+f16 ,1 slot (自动) 64K 26.2 tok/s

f16 比 iso3 快将近 3 倍。但 f16 显存占用更大,所以正确策略是:先算 f16 KV cache 占多少显存,装得下就用 f16 ,装不下再降级。

公式:KV_MB = 2 × layers × kv_heads × head_dim × ctx × bytes / 1024²

3. oobabooga 公式用来预测 ctx 上限

社区里流传的 oobabooga 显存估算公式,原本用来预测装载模型后剩余显存能支持多大 ctx 。但这个公式是基于 q8_0/f16 拟合的,用 iso3 的时候会严重高估显存需求,导致 ctx 只算出 4K 。

最后放弃公式预测,改成二分探测:从 min(nativeCtx, 65536) 开始,OOM 就减半,最多探 5 次,让 llama-server 自己告诉我能跑多少。Llama 3.1 8B 的 ctx 从 4K 直接到 64K 。

4. parallel slot 数量对单用户场景影响巨大

llama.cpp 默认开 4 个并行 slot (为了多用户并发),但单用户场景下这会把 VRAM 分成 4 份。

关掉多余 slot (--parallel 1)之后:18.5 → 38.2 tok/s ,直接翻倍。

5. ubatch 实测比理论更可靠

ubatch 128 vs 512 的性能差异跟模型和显卡都有关系,没有通用最优值。实测结论:

直接 benchmark 两个值取快的,比查文档猜靠谱。

6. 对话压缩不要用模型生成摘要

最初方案是上下文满了之后调本地模型生成摘要——结果单 slot 阻塞,直接超时。

改成纯算法提取:保留头部( system prompt + 首轮对话)和尾部(最近 8K tokens ),中间部分提取代码路径、函数名、文件名、TODO 等关键信息。压缩率 73%,耗时 <1ms 。


用了哪些技术,实现了什么功能

llama.cpp — 推理引擎核心

直接调用 llama.cpp 的 llama-server ,所有参数( ctx 、KV cache 类型、线程数、ubatch 、mlock 、tensor split )都通过启动参数注入。Kaiwu 本质上是一个参数决策层,不改推理引擎本身。

IsoQuant / TurboQuant — 3-bit KV cache 压缩

集成了 johndpope 的 turboquant fork (feature/planarquant-kv-cache),支持 -ctk iso3 -ctv iso3 参数。iso3 的压缩系数实测 0.73 ,理论值 0.75 ,在 VRAM 紧张的设备( 8GB )上可以把 KV cache 占用压缩到 q8_0 的一半。但有约 600MB 固定解码 buffer 开销,VRAM 充裕时反而比 f16 慢 8%,所以策略是 VRAM > 16GB 才默认开 iso3 。

oobabooga 显存估算公式 — ctx 上限预测(已放弃)

社区流传的公式用来预测剩余显存能支持多大 ctx ,基于 q8_0/f16 拟合。iso3 场景下高估显存需求,导致 ctx 只算出 4K 。最终改成二分探测代替公式,让 llama-server 自己决定能跑多少。

GQA 架构识别 — KV cache 精准估算

Qwen3 等新模型用 GQA ( Grouped Query Attention ),kv_heads 远小于 attention_heads 。KV cache 大小公式里用的是 kv_heads 而不是 heads ,不识别这一点会高估 3-4 倍。通过读 GGUF metadata 拿到准确的 kv_heads 值再做计算。

MoE tensor 识别 — 自动 expert offload

读取模型的 tensor 名称列表,匹配 .ffn_.*_exps. 模式识别出 MoE expert 层,自动决定把这部分路由到 CPU 。不需要用户手动指定,也不需要提前知道模型架构。

Extractive Summary — 零延迟对话压缩

上下文到 75% 时触发,纯算法提取:保留 system prompt 、首轮对话、最近 8K tokens ,中间部分按关键词权重保留(代码路径、函数名、文件名、TODO 、命令行等)。不调用任何模型,压缩耗时 <1ms ,73% 压缩率。最初试过调本地模型生成摘要,单 slot 阻塞直接超时,这条路走不通。

GitHub Actions CI — 跨平台自动编译

turboquant fork 需要自己编译带 iso3 支持的 llama-server 。用 GitHub Actions 同时编译 Windows ( MSVC )和 Linux ( GCC )版本,CUDA 12.4 ,覆盖 sm_75/80/86/89 架构,RTX 50 系列通过 PTX JIT 运行时支持。踩了三个 MSVC 编译坑( extern "C" 声明改定义、M_PI 未定义、全局符号缺失),记录在 PROGRESS.md 里。


工具

把上面这些逻辑都自动化了,叫开物( Kaiwu )。一行命令启动,参数全部自动找,结果缓存起来,第二次 2 秒启动。

GitHub: https://github.com/val1813/kaiwu

OpenAI 兼容 API ,Continue / Cursor / Claude Code 直接接。


有遇到类似问题的欢迎交流,尤其是 MoE offload 和 KV cache 这块踩坑挺深的。

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所在节点    Local LLM
28 条回复
KaiWuBOSS
4 小时 22 分钟前
llmbbs.ai 欢迎交流。
zrlhk
3 小时 35 分钟前
看起来显卡还是不够...:
本地大模型部署器 vv0.1.1 · llama.cpp b8864
by llmbbs.ai · 本地 AI 技术社区

[1/6] Probing hardware...
GPU: NVIDIA GeForce RTX 3080 (SM86, 10240 MB VRAM, 760 GB/s)
RAM: 47 GB UNKNOWN
OS: windows amd64

[2/6] Selecting configuration...
Model: Gemma 4 26B A4B It (moe, 19B total / 1B active)
Quant: Q3_K_S (11.4 GB)
Mode: moe_offload (experts on CPU)
Accel: Flash Attention

[3/6] Checking files...
Using bundled iso3 binary: llama-server-cuda.exe
Binary: llama-server-cuda.exe [cached]
Model: gemma-4-26B-A4B-it.Q3_K_S.gguf [cached]

[4/6] Preflight check...
✓ VRAM sufficient

[5/6] Warmup benchmark...
Probe 1: ctx=256K ... OOM
Probe 2: ctx=128K ... OOM
Probe 3: ctx=64K ... OOM
Probe 4: ctx=32K ... OOM
Probe 5: ctx=16K ... OOM
Probe 6: ctx=8K ... OOM
⚠️ Warmup failed: all ctx probes failed (tried down to 4K)
Using default parameters

[6/6] Starting server...
llama-server 不支持 iso3 ,回退到 q8_0/q4_0
Waiting for llama-server to be ready (port 11434)...
⚠️ 显存不足,降低上下文至 4K 重试...
Waiting for llama-server to be ready (port 11434)...
Error: failed to start llama-server: 连续 2 次启动失败,即使最小上下文(4K)也无法运行
建议:选择更小的量化或使用 MoE offload 模型
Usage:
kaiwu run <model> [flags]

Flags:
--bench Run benchmark after starting
--ctx-size int 手动指定上下文大小( 0=自动)
--fast Skip warmup, use cached profile
-h, --help help for run
--reset 清除缓存,重新 warmup 探测最优参数
KaiWuBOSS
3 小时 21 分钟前
哥 您多大显存?
tangping
3 小时 17 分钟前
试试去了 🙌
KaiWuBOSS
3 小时 14 分钟前
我马上优化一版 空了再试试 gemma4 支持 ios3 的呀 判定有问题
zrlhk
3 小时 10 分钟前
@KaiWuBOSS 是 win10, 显存 10G ,内存 48G ,我在下载 qwen3-30b 试试看
damontian
3 小时 5 分钟前
大佬,16g 显存,64g 内存,跑哪个模型最合适?
KaiWuBOSS
3 小时 3 分钟前
@zrlhk 我正在对你这个进行修复 1 你是正常 0.1.1 吗 我看代码 怎么显示你没编译涡轮量化 2 我回退策略太大了 我调整一版 我无论如何让你跑起来 顺畅跑起来
KaiWuBOSS
3 小时 2 分钟前
@damontian 直接上 30b 模型你选你喜欢的 50 系列看 nvfp 的
zrlhk
2 小时 54 分钟前
@KaiWuBOSS 嗯,是 0.1.1 版本。是的,就是编译涡轮量化不知道怎么弄
KaiWuBOSS
2 小时 52 分钟前
@damontian 换 Qwen3-30B-A3B
这个模型专为低显存优化
3080 10GB 跑起来没问题
ntdll
2 小时 50 分钟前
看起来是 nVidia only

如果有用 AMD + Windows 的组合,可以尝试把 llama.cpp 的后端改成 vulkan ,会比 ROCm 的推理速度快上一档。在 Linux 上,我试下来是 ROCm 更快,但 Windows 相反。
KaiWuBOSS
2 小时 42 分钟前
@zrlhk 我的错 我的上传脚本有问题 晚点推 0.1.2 你要方便可以试试 qwen3 应该没问题
sentinelK
2 小时 41 分钟前
这个机制和 llama.cpp 的 -- fit on 区别是?
KaiWuBOSS
2 小时 41 分钟前
@ntdll 是的 得等新的 cude 现在只支持 n 卡 llama-server-cuda.exe:
用 CUDA 编译的,只能跑在 N 卡
Release 包里只有这一个版本
KaiWuBOSS
2 小时 38 分钟前
@sentinelK 我也参考了他的 fiton 但他没有涡轮量化 另外我还做了上下文优化 相比而言 我这个不用调参 而且是硬件最大上下文 最优显存
-fit on 是随机削层,Kaiwu 是精准分层。

--fit on:显存不够就把后面几层丢给 CPU ,
不管是什么层,速度损失大。

Kaiwu:专门识别 MoE 的专家层,
只把专家层放 CPU ,注意力层全在 GPU ,
速度损失极小——这就是为什么
同样 8GB 显存,Kaiwu 能跑出 21 tok/s ,
LM Studio 只有 3 tok/s 。
KaiWuBOSS
2 小时 35 分钟前
0.1.1 版 ios3 脚本没上传上 正在编译 0.1.2 估计三个小时后发布
KaiWuBOSS
2 小时 32 分钟前
第一次发仓库项目 没经验 😰
hongdengdao
1 小时 34 分钟前
4060ti+5060ti 双卡没有识别出来,只出来了 4060ti
KaiWuBOSS
1 小时 26 分钟前
@hongdengdao 奇怪 我特意在我双 4090 电脑测试能识别的 我去看看代码

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